浅谈蓝牙射频技术的重要性

　　蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。

　　射频（RF）是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz～30GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。  射频收发电路射频即Radio Frequency，通常缩写为RF。表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300MHz～30GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式。

　　在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100khz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频，射频技术在无线通信领域中被广泛使用。

　　蓝牙射频设计采用了多种系统体系结构，既有传统模拟调制基于中频的系统，也有基于数字IQ调制器/解调器配置的系统，但无论采用哪种设计配置，在产品开发过程中都必须解决下面的问题：

　　1 各地法规要求

　　2 蓝牙

　　3 简单高效制造测试

　　4 与其它厂商产品的良好兼容性

　　蓝牙射频技术

　　信息时代的特点便是更加方便快速的信息传播，正是基于这一点，技术人员也在努力开发更加出色的信息数据传输方式。蓝牙，对于手机乃至整个 IT业而言已经不仅仅是一项简单的技术，而是一种概念。当蓝牙联盟信誓旦旦地对未来前景作着美好的憧憬时，整个业界都为之震动。抛开传统连线的束缚，彻底地享受无拘无束的乐趣，蓝牙给予我们的承诺足以让人精神振奋。蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。其程序写在一个9 x 9 mm的微芯片中。

　　蓝牙设备工作于ISM频段，通常是在2.402GHz至2.48GHz之间的79个信道上运行。它使用称为0.5BT高斯频移键控(GFSK)的数字频率调制技术实现彼此间的通信。也就是说把载波上移157kHz代表“1”，下移157kHz代表“0”，速率为100万符号(或比特)/秒，然后用“0.5”将数据滤波器的-3dB带宽设定在500kHz，这样可以限制射频占用的频谱。

　　射频识别技术依其采用的频率不同可分为低频系统和高频系统两大类；根据电子标签内是否装有电池为其供电，又可将其分为有源系统和无源系统两大类；从电子标签内保存的信息注入的方式可将其分为集成电路固化式、现场有线改写式和现场无线改写式三大类；根据读取电子标签数据的技术实现手段，可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大类。

　　两个设备间通过时分复用(TDD)方式通信，发送器和接收器在相隔时段中交替传送，即一个挨着另一个传送，此外还采用了一种极快的跳频方案(1,600跳/秒)，以便在拥挤波段中提高链路可靠性。美国联邦通信委员会预计波段利用率将不断增加，因此可靠性是基本的要求。

　　在图1所示的蓝牙结构中，接收器仅采用下转换，这类设计使用一个简单的本地振荡器，输出经过倍频，并在接收器和发送器间切换。FSK允许直接VCO调制，基带数据通过一个固定时间延迟且无过冲高斯滤波器，而脉冲整形仅用于发送器中，锁相环(PLL)可用采样-保持电路或相位调制器解除基带内的相位调制。通常中频相当高，以限制滤波器元件的物理尺寸，使中频远离LO频率，确保足够的镜像抑制。如果电平过高造成接收器输入过载，则应使用天线开关。

　　测试项目

　　下面介绍一些适用于蓝牙设备RF部分的测试。

　　功率──输出放大器是一个选件，有这种选件无疑可提升I类(+20dBm)输出放大器的输出功率。虽然对电平指标不作要求，但应避免过大的功率输出，以免造成不必要的电池耗电。

　　无论设计提供的功率是+20dBm还是更低，接收器都需要有接收信号强度指示，RSSI信息允许不同功率设备间互相联系，这类设计中的功率斜率可由控制放大器的偏置电流实现。

　　与其它TDMA系统如DECT或GSM不同，蓝牙频谱测试并不限于单独的功率控制和调制误差测试，它的测量间隔时间必须足够长，以采集到斜率和调制造成的影响。在实际中这不会影响，时间选通测量由于能迅速确定缺陷，具有很高的价值。有些设计在调制开始前使用未经指定的周期，这通常用于接收器的准备。

　　频率误差──蓝牙规范中所有频率测量选取较短的4微秒或10微秒选通周期，这样会造成测量结果的不定性，可从不同的角度进行理解。首先，窄的时间开口意味着测量带宽截止频率较高，会把各类噪声引入测量；其次应考虑误差机制，如在短间隔测量中，来自测量设备的量化噪声或振荡器边带噪声将占较大百分比，而较长测量间隔中这些噪声影响会被平均掉。因此设计范围要考虑这一因素，它应超过参考晶振产生的静态误差。

　　频率漂移──漂移测量将短的10位相邻数据组和跨越脉冲的较长漂移结果结合在一起。如果在发送器设计中用了采样-保持设计，就可能出现这一误差。对其它类型设计，在波形图上可观察到像纹波一样的有害4kHz至100kHz调制成分或噪声，表明了它可作为另一个方法确保很好地将电源去耦合。

　　调制──在发送路径中，图1中的VCO被直接调制，为避免PLL剥离带宽内调制成分，可让传输器件开路或使用相位误差校正(两点调制)。采样-保持技术应该是有效的，但需注意避免频率漂移。除非使用数字技术调整合成器的分频比，否则应校准相位调制器，以免出现不同数据码型调制的响应平坦度低的问题。

　　蓝牙RF规范要检查11110000和10101010两种不同码型的峰值频率偏移，]GMSK调制滤波器的输出在2.5bit后达到值，个码可检查这一点，GMSK滤波器的截止点和形状则由第二个码检查。在理想情况下，1010码峰值偏移为11110000的88%，某些设计的发送未施加0.5BT高斯滤波而会显示更高比值。基本调制频率为500kHz，此时的比特率为100万符号/ 秒。